Rainer Stuhlfauth, Rohde & Schwarz

»Beamforming vielleicht Paradigmenwechsel für die Messtechnik«

3. Dezember 2020, 12:00 Uhr | Markus Haller

Die Standardisierungsarbeit für 5G geht mit den Releases 16 und 17 weiter. Der Paradigmenwechsel für die Funk-Messtechnik wurde aber bereits im Release 15 eingeläutet, meint Rainer Stuhlfauth von Rohde & Schwarz. Interview gibt er Ausblick, Rückblick und eine Empfehlung für den Netzausbau.

Herr Stuhlfauth, als Technology Manager Wireless sprechen Sie direkt mit den Anwendern. WelcheFunktionen in der Messtechnik werden durch die 5G-Implementierung gerade besonders nachgefragt?

Eine besondere Häufigkeit einer spezifischen Anfrage gibt es nicht, sondern die Vielfalt bleibt bestehen. Testen gewährleistet Interoperabilität, Koexistenz und einen sicheren Betrieb. Zum einen sind da Designtests von Komponenten wie Filter, Leistungsverstärker, Antennen und HF-Frontends, um zu überprüfen ob diese störungsfrei in den Frequenzbereichen FR1 und FR2 eingesetzt werden können.

Ein Paradigmenwechsel hinsichtlich der Anforderung an die Messtechnik stellt vielleicht das mit 5G eingeführte Beamforming dar. Hier wird eine Richtcharakteristik der Antenne erzeugt. Der messtechnische Ansatz, um zu überprüfen, ob der Beam auch in die gewünschte Richtung zeigt, bedient sich der 3D-Raumdimension über die Luftschnittstelle. Die OTA-Prüfung stellt gewisse Anforderungen an den Abstand zwischen dem zu prüfenden Gerät und der Antenne des Messsystems. Idealerweise werden Messungen wie Modulationsqualität, Sendeleistung und Empfängerempfindlichkeit im Fernfeld und in einer geschirmten Kammer durchgeführt.

Dafür werden große Messkammern benötigt

Prinzipiell ja. Aber um die Größe der geschirmten Kammer und des Messaufbaus zu reduzieren, versucht man ein Fernfeld mit Hilfe technischer Methoden in einem geringeren Abstand zu erzeugen. Ein neuer Ansatz zum Testen großer Antennensysteme, die sonst große Testkammern erfordern würden, ist der R&S PWC200 Plane Wave Converter. Dabei verwendet ein Testsystem, das aus einem Antennenarray besteht, Methoden der Signalsynthese, um eine sphärische ebene Wellenausbreitungszone innerhalb einer relativ kurzen Entfernung zu erzeugen. Diese Methode ist seit kurzem in dem 3GPP Konsortium offiziell anerkannt.

Bei höheren Frequenzen verwenden wir einen parabolförmigen Reflektor um eine planare Wellenfront zu erzeugen. Diese Methode ist bekannt unter dem Namen Compact Antenna Test Range, kurz CATR. Mit unseren CATR-Systemen lassen sich Größe und Genauigkeit der Ruhezone bestimmen sowie die Messunsicherheit und die praktischen Herausforderungen im Zusammenhang mit der Kalibrierung der Geräte bewältigen.